Ionizirajuće zračenje (u daljnjem tekstu IR) je zračenje čija interakcija s materijom dovodi do ionizacije atoma i molekula, tj. ova interakcija dovodi do ekscitacije atoma i odvajanja pojedinačnih elektrona (negativno nabijenih čestica) od atomskih ljuski. Kao rezultat toga, lišen jednog ili više elektrona, atom se pretvara u pozitivno nabijen ion - dolazi do primarne ionizacije. II uključuje elektromagnetsko zračenje (gama zračenje) i tokove nabijenih i neutralnih čestica - korpuskularno zračenje (alfa zračenje, beta zračenje i neutronsko zračenje).

Alfa zračenje odnosi se na korpuskularno zračenje. To je tok teških pozitivno nabijenih alfa čestica (jezgri atoma helija) koje nastaju raspadom atoma teških elemenata kao što su uran, radij i torij. Budući da su čestice teške, domet alfa čestica u tvari (odnosno put kojim one proizvode ionizaciju) pokazuje se vrlo kratkim: stotinke milimetra u biološkom mediju, 2,5-8 cm u zraku. Stoga običan list papira ili vanjski mrtvi sloj kože mogu uhvatiti te čestice.

Međutim, tvari koje emitiraju alfa čestice su dugovječne. Kao rezultat ulaska takvih tvari u tijelo s hranom, zrakom ili kroz rane, krvotokom se raznose po cijelom tijelu, talože u organima odgovornim za metabolizam i zaštitu tijela (primjerice, slezena ili limfni čvorovi), pa izazivajući unutarnje ozračivanje tijela . Opasnost od takvog unutarnjeg ozračivanja tijela je velika, jer te alfa čestice stvaraju vrlo velik broj iona (do nekoliko tisuća parova iona po 1 mikronu puta u tkivima). Ionizacija pak određuje niz značajki onih kemijskih reakcija koje se odvijaju u tvari, posebice u živom tkivu (nastajanje jakih oksidacijskih sredstava, slobodnog vodika i kisika itd.).

Beta zračenje(beta zrake, ili tok beta čestica) također se odnosi na korpuskularni tip zračenja. To je tok elektrona (β-zračenje, ili najčešće samo β-zračenje) ili pozitrona (β+ zračenje) emitiranih tijekom radioaktivnog beta raspada jezgri pojedinih atoma. Elektroni ili pozitroni nastaju u jezgri kada se neutron pretvara u proton, odnosno proton u neutron.

Elektroni su mnogo manji od alfa čestica i mogu prodrijeti 10-15 centimetara duboko u tvar (tijelo) (usp. stotinke milimetra za alfa čestice). Pri prolasku kroz materiju, beta zračenje stupa u interakciju s elektronima i jezgrama svojih atoma, trošeći na to svoju energiju i usporavajući kretanje dok potpuno ne prestane. Zbog ovih svojstava za zaštitu od beta zračenja dovoljno je imati ekran od organskog stakla odgovarajuće debljine. Upotreba beta zračenja u medicini za površinsku, intersticijalnu i intrakavitarnu terapiju zračenjem temelji se na tim istim svojstvima.

Neutronsko zračenje- druga vrsta korpuskularnog tipa zračenja. Neutronsko zračenje je tok neutrona (elementarnih čestica koje nemaju električni naboj). Neutroni nemaju ionizirajuće djelovanje, ali vrlo značajan ionizirajući učinak javlja se zbog elastičnog i neelastičnog raspršenja na jezgrama tvari.

Tvari ozračene neutronima mogu dobiti radioaktivna svojstva, odnosno dobiti tzv. induciranu radioaktivnost. Neutronsko zračenje nastaje tijekom rada akceleratora čestica, u nuklearnim reaktorima, industrijskim i laboratorijskim postrojenjima, tijekom nuklearnih eksplozija itd. Neutronsko zračenje ima najveću prodornu sposobnost. Najbolji materijali za zaštitu od neutronskog zračenja su materijali koji sadrže vodik.

Gama zrake i x-zrake pripadaju elektromagnetskom zračenju.

Temeljna razlika između ove dvije vrste zračenja leži u mehanizmu njihovog nastanka. X-zračenje je ekstranuklearnog porijekla, gama-zračenje je produkt nuklearnog raspada.

X-zrake je otkrio 1895. godine fizičar Roentgen. To je nevidljivo zračenje koje može prodrijeti, iako u različitim stupnjevima, u sve tvari. To je elektromagnetsko zračenje valne duljine reda veličine - od 10 -12 do 10 -7. Izvor rendgenskog zračenja je rendgenska cijev, neki radionuklidi (npr. beta emiteri), akceleratori i uređaji za pohranu elektrona (sinkrotronsko zračenje).

Rendgenska cijev ima dvije elektrode - katodu i anodu (negativnu i pozitivnu elektrodu). Zagrijavanjem katode dolazi do emisije elektrona (fenomen emisije elektrona površinom krutine ili tekućine). Elektroni koji izlaze iz katode ubrzavaju se električnim poljem i udaraju o površinu anode, gdje se naglo usporavaju, što rezultira rendgenskim zračenjem. Poput vidljivog svjetla, X-zrake uzrokuju da fotografski film pocrni. To je jedno od njegovih svojstava, temeljnih za medicinu - da je prodorno zračenje i da se shodno tome pacijent može osvjetljavati uz njegovu pomoć, a jer Tkiva različite gustoće različito upijaju rendgenske zrake - mnoge vrste bolesti unutarnjih organa možemo dijagnosticirati u vrlo ranoj fazi.

Gama zračenje je intranuklearnog porijekla. Nastaje pri raspadu radioaktivnih jezgri, prijelazu jezgri iz pobuđenog stanja u osnovno stanje, pri interakciji brzo nabijenih čestica s materijom, anihilaciji parova elektron-pozitron itd.

Velika prodorna moć gama zračenja objašnjava se njegovom kratkom valnom duljinom. Za slabljenje protoka gama zračenja koriste se tvari sa značajnim masenim brojem (olovo, volfram, uran itd.) i sve vrste sastava visoke gustoće (razni betoni s metalnim punilima).

Slučajno se dogodilo da se nuklearna energija od samog početka stvarala u dubokoj tajnosti i tajnovitosti, pa i od svojih ljudi. U tom je stanju ostala mnogo godina. Što se tiče edukacije stanovništva o osnovama nuklearne ekologije i zaštite zdravlja od ionizirajućeg zračenja, nuklearni znanstvenici se tim pitanjima praktički nisu bavili. Uostalom, što se ljudi manje razumiju u te stvari, lakše ih je “isključiti” ili prevariti.

I nije slučajno da stanovništvo našeg kraja, koje živi uz veliki atomski istraživački centar RIAR, ima vrlo malo ili nimalo razumijevanja čak i za osnovna pitanja vezana uz ionizirajuće zračenje.

Kako bismo popravili situaciju, odlučili smo u ovom broju glasila “Građanske inicijative” otvoriti nuklearni obrazovni program i objaviti barem osnovne pojmove vezane uz ionizirajuće zračenje ili, kako se to u svakodnevnom životu kaže, zračenje. Morali smo sortirati mnogo relevantnog materijala kako bismo odabrali najjasnija i najjednostavnija objašnjenja. Na kraju smo odabrali informacije iz časopisa "Physics", uzimajući ih kao osnovu i dopunjujući ih iz drugih izvora, uključujući i iz dodatka knjizi "Atomska mitologija" dopisnog člana Ruske akademije znanosti A.V.

U nastavku donosimo odgovore na pitanja koja se pojavljuju u pismima naših čitatelja iu razgovorima sa stanovnicima regije.

Pitanje. Što je nuklid, radionuklid, izotop?

Odgovor. Nuklid naziva se atomska jezgra, karakterizirana, prvo, određenim nukleonskim sastavom (brojem protona i neutrona) i, drugo, određenim energetskim stanjem. Nazivaju se jezgre koje imaju isti nukleonski sastav, ali različita energetska stanja nuklearni izomeri. Jezgre koje neodređeno dugo zadržavaju svoj nukleonski sastav i energetsko stanje nazivamo stabilnima; inače govorimo o radioaktivnim nuklidima, o radionuklidi. Mogu postojati dva ili više nuklearnih izomera, ali samo je jedan od njih stabilan nuklid.

Radionuklidi se često nazivaju izotopi. To nije točno: koncept izotopi određuje se skup nuklida (i stabilnih i radioaktivnih) koji imaju isti broj protona (i stoga su kemijski identični, budući da ti nuklidi prirodno imaju isti atomski broj i vrste su istog elementa iz periodnog sustava).

Pitanje. Što je radioaktivnost i zračenje?

Odgovor. Radioaktivnost postoji svojstvo nekih radionuklida da tijekom vremena mijenjaju svoj nukleonski sastav i(li) energetsko stanje uz stvaranje novih nuklida (stabilnih ili opet radioaktivnih) i emisiju IONIZIRAJUĆEG ZRAČENJA s većim ili manjim PRODOROM. Ta se zračenja kolokvijalno nazivaju radijacija.

Pitanje. Što je aktivnost?

Odgovor. Aktivnost radionuklidnog izvora ili lijeka je broj radioaktivnih transformacija u njemu u jedinici vremena. Jedinica aktivnosti je bekerela(Bq) - aktivnost izvora u kojem se (u prosjeku, u statističkom smislu) dogodi 1 radioaktivna transformacija u 1 sekundi. U praktičnim mjerenjima zračenja često se koristi sljedeće:
kilobekerel (1 kBq = 10 3 Bq);
megabekerel (1 MBq = 10 6 Bq);
gigabekerel (1 GBq = 10 9 Bq).

Nesustavna jedinica aktivnosti i dalje se često koristi - curie(Ki). 1 Ci odgovara aktivnosti 1 g radija-226 u ravnoteži sa svojim produktima raspada kćeri. Naslov i semantički sadržaj odjeci su povijesti nuklearne fizike, čija je jedna od stranica bila izolacija radija iz uranove rude od strane Marie i Pierre Curie i proučavanje njegovih svojstava.

1 Ci = 3,7*10 10 Bq (37 GBq) je vrlo velika aktivnost (u svakodnevnom smislu) pa se u praksi često koristi:
milikuri (1 mCi = 10 -3 Ci);
mikrokiri (1 µCi = 10 -6 Ci);
nanokiri (1 nCi = 10 -9 Ci).

Pitanje. Je li svo zračenje ionizirajuće? Koje su ionizirajuće?

Odgovor. Ne, ne svi, već samo oni čija energija može izazvati ionizaciju. Na primjer, elektromagnetsko zračenje u području radio valova ili vidljive svjetlosti nije ionizirajuće zračenje. Nuklearno zračenje, koje karakterizira značajna energija svake pojedine čestice, druga je stvar.

Za razmatranje procesa i pojava vezanih uz nuklearnu tehnologiju i energetiku te radijacijsku sigurnost i radioekologiju bitne su sljedeće vrste nuklearnog ionizirajućeg zračenja:

1. Alfa (a) zračenje. To je emisija nuklearnih čestica od kojih se svaka sastoji od 2 protona i 2 neutrona (jezgra helija). Javlja se pri raspadu atomskih jezgri težih od olova (primjerice urana, torija, radija, plutonija), kao i u mnogim nuklearnim reakcijama. Ulazak alfa emitera u tijelo može izazvati biološka oštećenja njegovih stanica jer Alfa čestica nosi veliku količinu energije i njezina ionizirajuća sposobnost je vrlo visoka.

2. Beta (b) zračenje. To je emisija elektrona i pozitrona koji se kreću vrlo velikim brzinama. Nastaje uglavnom kao posljedica radioaktivnog raspada. Ionizirajuća sposobnost znatno je manja od sposobnosti a-zračenja. Međutim, beta čestice su opasne kada dospiju na površinu tijela ili unutar tijela.

3. Gama (g) zračenje- elektromagnetsko zračenje najkraće valne duljine visoke energije i ima najveću prodornu sposobnost. Stoga zaštita od vanjskog gama zračenja predstavlja najveći izazov.

Pitanje. Kolika je prodorna moć zračenja?

Odgovor. Prodorna moć zračenja određuje sastav i debljinu materijala koji ga učinkovito upija.

a-zračenje je najmanje prodorno. Učinkovito ga apsorbira sloj zraka debljine nekoliko centimetara, sloj vode debljine oko 0,1 mm ili, primjerice, list papira. b-zračenje ima znatno veću prodornu sposobnost; da biste ga zaustavili, potreban vam je, primjerice, sloj aluminija debeo nekoliko milimetara, a domet beta čestica u biološkom tkivu doseže nekoliko centimetara. Za g-zračenje sve su te barijere gotovo prozirne. Da biste ga zadržali, potreban vam je vrlo debeo (desetke centimetara, pa čak i metara) sloj tvari sa što većim atomskim brojem (primjerice, olovo).

Gore navedeno je ilustrirano slikom. Lako je vidjeti da se za a -, b - i g - zračenja uočava jednostavan obrazac: što je veća ionizirajuća sposobnost zračenja, to je manja sposobnost prodora. To nije nimalo slučajno - kada ta zračenja stupaju u interakciju s materijom, glavnina energije troši se na ionizaciju.

Pitanje. Što su "ekspozicijska doza", "apsorbirana doza", "ekvivalentna doza", "efektivna ekvivalentna doza" i koje su njihove mjerne jedinice?

Odgovor. Doza izloženosti- mjera energije gama zračenja određena ionizacijom zraka. Izraženo u rentgenima (R) po jedinici vremena: rendgeni po satu (R/h) ili mikrorendgeni po satu (µR/h), itd.

1 rendgen je jednak 1000 milirentgena ili 1.000.000 mikrorentgena.

Apsorbirana doza- količinu energije bilo koje vrste ionizirajućeg zračenja koju apsorbira jedinica mase ozračene tvari (glavna dozimetrijska veličina). Jedinica apsorbirane doze je 1 Gray (Gy).

Ekvivalentna doza- apsorbirana doza za različite vrste zračenja (tj. pomnožena s koeficijentom za različite vrste ionizirajućeg zračenja), koja izazivaju isti biološki učinak (glavna dozimetrijska vrijednost za procjenu oštećenja zdravlja ljudi od kronične izloženosti zračenju proizvoljnog sastava). Koeficijent za beta, gama i rendgensko zračenje je 1, a za alfa zračenje 20.

Prema SI sustavu, ekvivalentna doza se mjeri u sivertima (skraćeno Sv). Naziv ove mjerne jedinice dan je u znak sjećanja na Sieverta, švedskog radiologa. Ranije smo češće koristili drugu mjernu jedinicu - rem (biološki ekvivalent rendgenske zrake). 1 Sv je jednak 100 rema.

Derivat ekvivalentne doze je efektivna ekvivalentna doza- Sievert po jedinici vremena. Na primjer, milisivert/godina (skraćeno mSv/godina), mikrosivert/godina (skraćeno μSv/godina).

Pitanje. U kojim jedinicama se mjeri radijacijsko onečišćenje?

Odgovor. Kontaminacija područja zračenjem izražava se u Curiesima po kvadratnom kilometru ili Becquerelima po kvadratnom kilometru. Radioaktivna kontaminacija tekućina, proizvoda i drugih tvari izražava se u bekerelima po litri ili kilogramu (Bq/l, Bq/kg).

Za informaciju: Detaljnije informacije možete dobiti u našem Centru za promicanje građanskih inicijativa, gdje je dostupna relevantna literatura o ovoj problematici.

<

Sadržaj

>

Točan odgovor:

A) Povećava se s povećanjem brzine doze.

D) Smanjuje se pri primanju doza u malim obrocima.

E) Različito za udove i unutarnje organe.

(IES-023-ORB, klauzula 4; NRB-99, klauzula 9)

Biološki učinak AI

4.1 Na prvom mjestu po opasnosti od zračenja je a-zračenje zbog svoje visoke ionizirajuće sposobnosti. Međutim, njegovo vanjsko zračenje može se zanemariti, jer a - čestice ne dopiru do stanica osjetljivih na zračenje; Osobito je opasan ulazak a-emitera u tijelo.

Brzi neutroni su na drugom mjestu po opasnosti od zračenja. Oni, doživljavajući elastične sudare s jezgrama lakih tkiva (vodik), tvore povratne protone, uzrokujući visoku gustoću ionizacije.

b i g emisije imaju isti težinski faktor emisivnosti (vidi Dodatak B). Nešto veća gustoća ionizacije beta zračenja kompenzira se manjim volumenom ozračenog tkiva zbog manje prodorne moći. Fluksevi b - zračenja uglavnom utječu na pokrovna tkiva, oči i mogu uzrokovati suhoću i opekline kože, lomljivost i lomljivost noktiju te zamućenje leće.

Posebno je opasno ako RAVs uđu u tijelo zbog:

• povećanje vremena ekspozicije (cjelodnevna ekspozicija);
• smanjenje prigušenja toka zračenja (događa se usko);
• nemogućnost primjene zaštite;
• selektivno taloženje u tjelesnim tkivima (na primjer: stroncij (Sr), plutonij (Pu) - u kosturu; cerij, lantan - u jetri; rutenij, cezij - u mišićima; jod - u štitnoj žlijezdi).

Najopasniji izotopi su oni koji imaju dugo vrijeme poluraspada i talože se u blizini koštane srži (u kostima) Sr i Pu.

Vrijeme poluraspada radionuklida iz tijela određeno je fizikalno-kemijskim svojstvima radioaktivnih tvari i stanjem organizma; dnevna rutina, pravilna uporaba terapijske i preventivne prehrane.

4.2 Interakcija umjetne inteligencije s biološkim tkivom dovodi do ionizacije i ekscitacije atoma, kidanja kemijskih veza i stvaranja kemijski vrlo aktivnih spojeva, takozvanih "slobodnih radikala". Radikali mogu izazvati modifikaciju molekula nužnih za normalno funkcioniranje stanica.

Budući da se tijelo sastoji od 75% vode, mehanizam reakcije funkcionira tako da ionizira njegove molekule kako bi se stvorio vodikov peroksid H 2 O 2, hidratni oksidi koji stupaju u interakciju sa staničnim molekulama i dovode do kidanja kemijskih veza.

Oštećenje staničnih struktura dovodi do poremećaja u radu živčanog sustava, procesa regulacije aktivnosti tkiva i organa, regeneracije i obnove stanica. Najosjetljivije stanice su stanice stalno obnavljanih tkiva i organa (koštana srž, slezena, spolni organi).

Poremećaji u sustavu hematopoetskih organa (prvenstveno crvene koštane srži) dovode do smanjenja količine:

• bijele krvne stanice (leukociti), ograničavajući obranu tijela u borbi protiv infekcija;
• krvne pločice (trombociti), koji ometaju zgrušavanje krvi;
• crvena krvna zrnca (eritrociti), ometajući opskrbu stanica kisikom.

Ako su stijenke krvnih žila oštećene, moguća su krvarenja, gubitak krvi i poremećaji u radu organa i sustava.

4.3. Uz male doze zračenja i zdrav organizam, zahvaćeno tkivo obnavlja svoju funkcionalnu aktivnost. Štetni učinak zračenja raste s povećanjem brzine doze i veličine doze koja se prima u određenom trenutku, a donekle se smanjuje kada se doze primaju u malim obrocima.

Jednokratnim zračenjem cijelog tijela dozom do 0,25 Gy (25 rad) ne otkrivaju se promjene u sastavu zdravlja. Uz apsorbiranu dozu od 0,25¸ 0,5 Gy (25¸ 50 rad) također nema vanjskih znakova oštećenja zračenjem, mogu se uočiti promjene u krvi koje se ubrzo vraćaju u normalu.

Crvena koštana srž i drugi elementi hematopoetskog sustava najosjetljiviji su na zračenje, gubeći sposobnost normalnog funkcioniranja pri dozama od 0,5¸ 1 Gy (50¸ 100 rad). Međutim, ako se ne izazove oštećenje svih stanica, tada hematopoetski sustav, zahvaljujući sposobnosti regeneracije, obnavlja svoje funkcije. Nakon zračenja javlja se osjećaj umora bez ozbiljnog gubitka radne sposobnosti; manje od 10% izloženih može doživjeti povraćanje i promjene u sastavu krvi.

4.4 U slučaju jednokratnog izlaganja dozi većoj od 1 Gy (100 rad) javljaju se različiti oblici radijacijske bolesti:

4.4.1 Kod zračenja od 1,5¸ 2 Gy (150¸ 200 rad) – kratkotrajni blagi oblik akutne radijacijske bolesti, koja se očituje u obliku teške limfopenije (smanjenje broja limfocita). U 30-50% slučajeva može se primijetiti povraćanje u prvom danu nakon zračenja; nema smrti.

4.4.2 Pri izlaganju dozi od 2,5¸ 4 Gy (250¸ 400 rad) javlja se umjerena radijacijska bolest praćena povraćanjem prvog dana. Broj leukocita naglo se smanjuje, pojavljuju se potkožna krvarenja. U 20% slučajeva smrt je moguća 2-6 tjedana nakon zračenja.

4.4.3 Pri dozi od 4¸ 6 Gy (400¸ 600 rad) razvija se teški stupanj radijacijske bolesti, s 50% smrtnih slučajeva unutar mjesec dana nakon ozračivanja.

4.4.4 Iznimno teški stupanj radijacijske bolesti razvija se kod doza iznad 6-7 Gy (600-700 rad), praćenih povraćanjem 2-4 sata nakon ozračivanja. Leukociti gotovo potpuno nestaju u krvi, pojavljuju se potkožna i unutarnja (uglavnom u gastrointestinalnom traktu) krvarenja. Zbog zaraznih bolesti i krvarenja smrtnost je u ovom slučaju blizu 100%.

4.4.5. Svi navedeni podaci odnose se na zračenje bez naknadne terapijske intervencije, koja uz pomoć lijekova protiv zračenja može značajno smanjiti utjecaj IS-a. Uspjeh liječenja uvelike ovisi o pravovremenom pružanju prve pomoći.

4.4.6 Pri dozama nižim od onih koje uzrokuju akutnu radijacijsku bolest, ali sustavno znatno višim granicama doza, može se razviti kronična radijacijska bolest, smanjenje broja leukocita i anemija.

4.5. Uz radijacijsku bolest pod utjecajem zračenja moguća su lokalna oštećenja organa, koja također imaju izražen prag doze:

4.5.1 Zračenje dozom od 2 Gy (200 rad) može dovesti do dugotrajnog (godinama) pogoršanja rada testisa; pri dozama većim od 3 Gy (300 rad).

4.5.2 Dugotrajno (15-20 godina) zračenje očne leće dozom od 0,5-2 Gy (50-200 rad) može dovesti do povećanja njezine gustoće, zamućenja i postupnog odumiranja njezinih stanica, tj. katarakta.

4.5.3 Većina unutarnjih organa sposobna je podnijeti velike doze - desetke graya (klasificiranih po težinskom koeficijentu za tkiva kao "ostala"). Kozmetički defekti kože bilježe se pri dozama od ~20 Gy (2000 rad).

4.6 Niske doze zračenja (manje od 0,5 Gy) mogu izazvati dugoročne učinke - rak ili genetsko oštećenje.

Reakcija organizma na djelovanje zračenja može se manifestirati u dugom razdoblju (10-15 godina) nakon zračenja - u obliku leukemije, kožnih lezija, katarakte, tumora, smrtonosnih i nesmrtonosnih karcinoma.

U jezgrama tjelesnih stanica nalaze se 23 para kromosoma, koji se tijekom diobe udvostruče i raspoređuju određenim redoslijedom u stanicama kćerima, osiguravajući prijenos nasljednih svojstava iz stanice u stanicu. Kromosomi se sastoje od velikih molekula deoksiribonukleinskih kiselina, čije promjene mogu dovesti do stvaranja stanica kćeri koje nisu identične izvornim. Pojava takvih promjena u zametnim stanicama može dovesti do štetnih posljedica u potomstvu. U ovom slučaju do odstupanja je najvjerojatnije kada se jedan gen poveže s drugim genom koji ima isti poremećaj. Odatle potječu odredbe bjeloruskih normi o ograničenju broja ozračenih osoba.

4.7 Učestalost zloćudnih novotvorina i genetskih oštećenja određena je mnogim okolišnim čimbenicima i vjerojatnosne je prirode, što se može kvantitativno procijeniti samo za veliki broj ljudi, tj. statističke metode

Dostupni radiobiološki podaci omogućuju pouzdanu procjenu učestalosti štetnih učinaka samo pri relativno velikim dozama, većim od 0,7 Gy (70 rad). U nedostatku akutnih radijacijskih ozljeda gotovo je nemoguće utvrditi uzročnu vezu između izloženosti zračenju i nastanka dugoročnih posljedica, jer također mogu biti uzrokovani drugim čimbenicima koji nisu radijacijski. Doza zračenja dovodi do povećanja vjerojatnosti, povećanja rizika od štetnih posljedica za tijelo, tim veće što je doza veća. Kvantitativne procjene rizika pri niskim dozama dobivene su proširenjem, ekstrapolacijom odnosa doza-učinak iz područja visoke doze (0,7¸ 1 Gy), kao i pokusima na životinjama. U isto vrijeme, učinci tjelesne reakcije, koji se mogu procijeniti samo statističkim metodama, posljedice, čija vjerojatnost postoji pri svim malim dozama (međutim, doza ne dovodi do tih posljedica u svim slučajevima) i povećava se s rastuće doze, nazivaju se stohastičkim.

Poznato je da su izvor zračenja radioaktivne jezgre koje se mogu spontano raspasti. Sama riječ “radioaktivan” izaziva strah i odbacivanje, a označava samo nestabilnost pojedinih izotopa raznih elemenata. Napomenimo da su prirodne radioaktivne jezgre postojale oduvijek, prije i poslije pojave nuklearne energije. Svaka stvar, bilo koji materijalni objekt koji nas okružuje, sadrži određeni udio radionuklida (koji nemaju nikakve veze s nuklearnom industrijom) koji se mogu raspasti i emitirati ionizirajuće zračenje - zloglasno zračenje. Utvrđeno je da je u ranijim geološkim razdobljima prirodno pozadinsko zračenje na našem planetu bilo mnogo veće nego sada.

Vrste zračenja

Postoje tri glavne vrste zračenja koje emitiraju radioaktivne jezgre.

• alfa zračenje
• To je tok alfa čestica koji se sastoji od dva protona i dva neutrona (zapravo, to su jezgre atoma helija) nastalih kao rezultat alfa raspada teških jezgri.

• beta zračenje
• To je tok elektrona ili pozitrona (beta čestica) nastalih kao rezultat beta raspada radioaktivnih jezgri.

• gama zračenje
• Gama zračenje prati alfa ili beta raspad i tok je gama kvanta, koji je zapravo elektromagnetsko zračenje - to jest, ima valnu prirodu sličnu prirodi svjetlosti. Razlika je u tome što gama kvanti imaju puno veću energiju od kvanti svjetlosti i stoga imaju veću moć prodora.

Prodorna moć zračenja

Alfa čestice imaju najmanju sposobnost prodiranja: raspon u zraku je nekoliko centimetara, u biološkom tkivu - frakcije milimetra. Stoga debela odjeća pruža potreban i dovoljan stupanj zaštite od vanjskog alfa zračenja. Beta čestice (tok elektrona) imaju veću moć prodora: njihov domet u zraku je nekoliko metara, u biološkom tkivu - do nekoliko centimetara. Stoga je pri radu s izvorima tvrdog beta zračenja potrebna dodatna zaštita (zaštitni zasloni, spremnici). Konačno, gama zračenje ima najveću prodornu sposobnost: elektromagnetski valovi mogu proći kroz tijelo. Izvori snažnog gama zračenja zahtijevaju veću zaštitu: olovni zasloni, betonske konstrukcije debelih stijenki.

Izvori zračenja

Općenito, važno je razumjeti da radionuklidi nisu jedini izvori zračenja. Konkretno, kada prolazimo godišnji fluorografski pregled ili kompjuteriziranu tomografiju, izloženi smo rendgenskom zračenju, koje je (kao i gama zračenje) struja kvanta. To znači da se dvije vrste zračenja, različitog porijekla, jednako klasificiraju kao prodorno zračenje. Drugim riječima, iako rendgenska cijev ne koristi radionuklide, ona također proizvodi ionizirajuće zračenje.

Drugi izvor zračenja koji nije povezan s prirodnim i umjetnim radionuklidima je kozmičko zračenje. U svemiru ovo zračenje ima ogromnu energiju, ali prolaskom kroz atmosferu znatno oslabi i nema značajniji učinak na čovjeka. Kako se nadmorska visina povećava, povećava se i pozadinsko zračenje - stoga ljudi koji često putuju zrakom dobivaju povećanu dozu zračenja; Astronauti koji izlaze u svemir dobivaju još veću dozu.

Ako usporedimo doprinos različitih izvora dozi koju primi prosječni Rus, dobivamo sljedeću sliku: oko 84,4% doze će dobiti iz prirodnih izvora, 15,3% iz medicinskih izvora, 0,3% iz izvora koje je stvorio čovjek ( nuklearne elektrane i druga poduzeća u nuklearnoj industriji, tu spadaju i posljedice nuklearnih eksplozija). U strukturi prirodnih izvora izdvajamo radon (50,9% ukupne doze), terigeno zračenje uzrokovano radionuklidima koji se nalaze u zemlji (15,6%), kozmičko zračenje (9,8%) i, konačno, unutarnje zračenje od radionuklida. prisutan u ljudskom tijelu (kalij-40, kao i radionuklidi koji dolaze iz vode, zraka, hrane) - 8,1%. Naravno, ove brojke su proizvoljne i variraju ovisno o regiji, ali ukupni omjer uvijek ostaje konstantan.

Radioaktivno zračenje (ili ionizirajuće zračenje) je energija koju oslobađaju atomi u obliku čestica ili valova elektromagnetske prirode. Ljudi su izloženi takvoj izloženosti iz prirodnih i antropogenih izvora.

Korisna svojstva zračenja omogućila su njegovu uspješnu primjenu u industriji, medicini, znanstvenim pokusima i istraživanjima, poljoprivredi i drugim područjima. Međutim, širenjem ove pojave pojavila se prijetnja ljudskom zdravlju. Mala doza radioaktivnog zračenja može povećati rizik od dobivanja teških bolesti.

Razlika između zračenja i radioaktivnosti

Zračenje, u širem smislu, znači zračenje, odnosno širenje energije u obliku valova ili čestica. Radioaktivno zračenje se dijeli u tri vrste:

• alfa zračenje – tok jezgri helija-4;
• beta zračenje – protok elektrona;
• Gama zračenje je tok fotona visoke energije.

Karakteristike radioaktivnog zračenja temelje se na njihovoj energiji, prijenosnim svojstvima i vrsti emitiranih čestica.

Alfa zračenje, koje je struja korpuskula s pozitivnim nabojem, može biti odgođeno gustim zrakom ili odjećom. Ova vrsta praktički ne prodire u kožu, ali kada uđe u tijelo, na primjer, kroz posjekotine, vrlo je opasno i ima štetan učinak na unutarnje organe.

Beta zračenje ima više energije – elektroni se kreću velikom brzinom i male su veličine. Stoga ova vrsta zračenja prodire kroz tanku odjeću i kožu duboko u tkivo. Beta zračenje može se zaštititi pomoću aluminijske ploče debljine nekoliko milimetara ili debele drvene ploče.

Gama zračenje je visokoenergetsko zračenje elektromagnetske prirode koje ima jaku prodornu sposobnost. Za zaštitu od njega potrebno je koristiti debeli sloj betona ili ploču od teških metala poput platine i olova.

Fenomen radioaktivnosti otkriven je 1896. godine. Do otkrića je došao francuski fizičar Becquerel. Radioaktivnost je sposobnost predmeta, spojeva, elemenata da emitiraju ionizirajuće zračenje, odnosno zračenje. Razlog fenomena je nestabilnost atomske jezgre koja pri raspadu oslobađa energiju. Postoje tri vrste radioaktivnosti:

• prirodno – tipično za teške elemente čiji je redni broj veći od 82;
• umjetno - inicirano posebno uz pomoć nuklearnih reakcija;
• inducirano - svojstveno objektima koji sami postaju izvor zračenja ako su jako ozračeni.

Elementi koji su radioaktivni nazivaju se radionuklidi. Svaki od njih karakterizira:

• Pola zivota;
• vrsta emitiranog zračenja;
• energija zračenja;
• i druga svojstva.

Izvori zračenja

Ljudsko tijelo je redovito izloženo radioaktivnom zračenju. Otprilike 80% iznosa primljenog svake godine dolazi od kozmičkih zraka. Zrak, voda i tlo sadrže 60 radioaktivnih elemenata koji su izvori prirodnog zračenja. Glavnim prirodnim izvorom zračenja smatra se inertni plin radon koji se oslobađa iz zemlje i stijena. Radionuklidi u ljudski organizam ulaze i hranom. Dio ionizirajućeg zračenja kojem su ljudi izloženi dolazi iz izvora koje je stvorio čovjek, u rasponu od nuklearnih generatora energije i nuklearnih reaktora do zračenja koje se koristi za liječenje i dijagnostiku. Danas su uobičajeni umjetni izvori zračenja:

• medicinska oprema (glavni antropogeni izvor zračenja);
• radiokemijska industrija (vađenje, obogaćivanje nuklearnog goriva, obrada nuklearnog otpada i njegova oporaba);
• radionuklidi koji se koriste u poljoprivredi i lakoj industriji;
• nesreće u radiokemijskim postrojenjima, nuklearne eksplozije, ispuštanje zračenja
• Građevinski materijali.

Na temelju načina prodiranja u tijelo izloženost zračenju dijelimo na dvije vrste: unutarnju i vanjsku. Potonje je tipično za radionuklide raspršene u zraku (aerosol, prašina). Dospijevaju na vašu kožu ili odjeću. U tom slučaju izvore zračenja moguće je ukloniti ispiranjem. Vanjsko zračenje uzrokuje opekline sluznice i kože. Kod internog tipa radionuklid ulazi u krvotok, primjerice injekcijom u venu ili kroz ranu, te se uklanja izlučivanjem ili terapijom. Takvo zračenje izaziva maligne tumore.

Radioaktivna pozadina značajno ovisi o geografskom položaju - u nekim regijama razina zračenja može premašiti prosjek stotinama puta.

Utjecaj zračenja na ljudsko zdravlje

Radioaktivno zračenje, zbog svog ionizirajućeg djelovanja, dovodi do stvaranja slobodnih radikala u ljudskom tijelu – kemijski aktivnih agresivnih molekula koje uzrokuju oštećenje i smrt stanica.

Na njih su posebno osjetljive stanice gastrointestinalnog trakta, reproduktivnog i hematopoetskog sustava. Radioaktivno zračenje remeti njihov rad i uzrokuje mučninu, povraćanje, poremećaj rada crijeva i povišenu temperaturu. Utječući na tkiva oka, može dovesti do radijacijske katarakte. Posljedice ionizirajućeg zračenja su i oštećenja kao što su skleroza krvnih žila, pad imuniteta i oštećenja genetskog aparata.

Sustav prijenosa nasljednih podataka ima finu organizaciju. Slobodni radikali i njihovi derivati ​​mogu poremetiti strukturu DNK, nositelja genetske informacije. To dovodi do mutacija koje utječu na zdravlje sljedećih generacija.

Prirodu učinaka radioaktivnog zračenja na tijelo određuju brojni čimbenici:

• vrsta zračenja;
• intenzitet zračenja;
• individualne karakteristike tijela.

Učinci radioaktivnog zračenja možda se neće pojaviti odmah. Ponekad njegove posljedice postaju vidljive nakon dužeg vremenskog razdoblja. Štoviše, velika pojedinačna doza zračenja opasnija je od dugotrajne izloženosti malim dozama.

Količina apsorbiranog zračenja karakterizirana je vrijednošću koja se naziva Sievert (Sv).

• Normalno pozadinsko zračenje ne prelazi 0,2 mSv/h, što odgovara 20 mikrorentgena na sat. Kod rendgenskog snimanja zuba čovjek dobije 0,1 mSv.

• Letalna pojedinačna doza je 6-7 Sv.

Primjena ionizirajućeg zračenja

Radioaktivno zračenje ima široku primjenu u tehnologiji, medicini, znanosti, vojnoj i nuklearnoj industriji i drugim područjima ljudske djelatnosti. Fenomen je temelj uređaja kao što su detektori dima, generatori struje, alarmi za zaleđivanje i ionizatori zraka.

U medicini se radioaktivno zračenje koristi u terapiji zračenjem za liječenje raka. Ionizirajuće zračenje omogućilo je stvaranje radiofarmaceutika. Uz njihovu pomoć provode se dijagnostički pregledi. Instrumenti za analizu sastava spojeva i sterilizaciju izgrađeni su na bazi ionizirajućeg zračenja.

Otkriće radioaktivnog zračenja bilo je, bez pretjerivanja, revolucionarno - korištenje ovog fenomena dovelo je čovječanstvo na novu razinu razvoja. Međutim, to je također izazvalo prijetnju okolišu i zdravlju ljudi. U tom smislu, održavanje radijacijske sigurnosti važan je zadatak našeg vremena.